FlexWB: Flexible Wärmebehandlung zur gezielten Gestaltung von Bauteileigenschaften und zur Erhöhung der Energieeffizienz der Prozesskette Warmumformen
Nachgefragt beim Verbundprojektkoordinator: Prof. Dr.-Ing. Vasily Ploshikhin, Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB)
Quelle: NMB
Welche Rolle spielt Ihres Erachtens die Ressourceneffizienz in der Produktion?
Es ist bereits heute erkennbar, dass die Bedeutung einer Produktion, die auf nachhaltig angelegten Strukturen basiert, immer stärker wachsen wird – zunächst primär aus Kostengründen,
zunehmend aber auch aufgrund der sich abzeichnenden Einschränkungen bei der weltweiten Ressourcenverfügbarkeit. Daher ist das Thema „Ressourceneffizienz“ für die deutsche Industrie ein entscheidender Faktor, um ihren internationalen Wettbewerbsvorsprung zu sichern und auszubauen. Aus meiner Sicht sind hierzulande die Weichen hierfür bereits gestellt – dafür ist der breit angelegte BMBF-Förderschwerpunkt „Ressourceneffizienz in der Produktion“ ein sehr gutes Beispiel.
Wie können andere Unternehmen von den Ergebnissen Ihres Projekts profitieren?
Das Projekt FlexWB schafft den Ansatz für die industrielle Umsetzung von innovativen und energieeffizienten Prozessketten für das Warmumformen von hochfesten Stahlblechen. Diese zeichnen sich durch eine hohe Flexibilität bei der Erzeugung spezifischer lokaler und werkstofflicher Bauteileigenschaften, geringere Investitions- und Produktionskosten sowie einen deutlich kleineren Platzbedarf aus. Unter diesen Voraussetzungen wird es auch für mittelständische Unternehmen attraktiv, in den Prozess des Warmumformens einzusteigen und so einen Markt zu bedienen, der bislang das Privileg großer Unternehmen ist.
Was zeichnet ein BMBF-Verbundprojekt aus?
Im Projekt FlexWB arbeiten sechs renommierte Industriepartner, davon ein KMU, und zwei Forschungseinrichtungen intensiv zusammen. Unser Verbundprojekt ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie es gelingen kann, die visionäre Innovationssehnsucht der Forscher einerseits und den erforderlichen Pragmatismus der Anwender andererseits synergetisch zu nutzen und optimal miteinander zu verbinden. Meiner Meinung nach ist dies die entscheidende Voraussetzung, damit anwendungsnahe Lösungen entstehen können.
Über das Verbundprojekt
Hochfesten Stählen kommt insbesondere im Automobilbau eine steigende Bedeutung zu. Damit sind geringere Blechstärken möglich, so dass Bauteilgewichte ohne Einbuße der Festigkeit reduziert werden können. Diese Stähle werden vielfach durch Warmumformen (Presshärten) in die Zielgeometrie gebracht. Moderne Verfahren zielen darauf ab, kontrolliert maßgeschneiderte Werkstoffeigenschaften innerhalb eines Bauteils (Zonen lokaler Festigkeit bzw. Duktilität) zu erzeugen. Ein typisches Bauteil, bei dem solche gradierten Eigenschaften gewünscht sind, ist die B-Säule bei Pkw-Karosserien, die im Mittelbereich eine hohe Festigkeit besitzen, an den Übergängen zu Fahrwerk und Dach jedoch ein hohes Crash-Absorptionsvermögen aufweisen muss.
Kontaktwärmebehandlung punktet doppelt: mehr Funktionalität, mehr Effizienz
Im Fokus des Verbundprojekts FlexWB steht die Entwicklung neuer Prozessketten für das ofenfreie Warmumformen von Blechwerkstoffen. Der zentrale FlexWB-Ansatz ist die Integration des Verfahrens der sogenannten Kontaktwärmebehandlung in die Warmumformprozesskette.
Prinzip der Kontaktwärmebehandlung
Dieses Verfahren basiert auf einer Wärmeübertragung über einen direkten Kontakt zwischen zwei Kontaktplatten als Wärmequelle und dem zugeschnittenen Blech (Platine). Damit können flexible, gut kontrollierbare, mehrstufige Temperaturführungen realisiert werden, über die man Werkstoffeigenschaften gezielt einstellen kann. Die Kontaktwärmebehandlung hat den weiteren Vorteil, dass signifikant geringere Prozesszeiten für den Vorgang der Werkstoffvorbereitung realisierbar sind.
Geplant ist die Realisierung einer Prozesslinie für das innovative und energieeffiziente für Warmumformen der hochfesten Stahlbleche. So können die FlexWB-Projektpartner ressourceneffiziente Akzente beim Warmumformen von Blechen setzen, von denen alle Branchen mit dem Anwendungsbereich Leichtbau profitieren können.
Geplante Linie zum ofenfreien Warmumformen mit integrierter Kontaktwärmebehandlung (Quelle: NMB)
FlexWB wurde von der Neue Materialien Bayreuth GmbH initiiert und im Juni 2009 gestartet. Das Projektkonsortium besteht aus acht Partnern und verbindet die Entwickler (Schuler SMG, SMS Elotherm, preccon Robotics, ThyssenKrupp Steel, NMB, Fraunhofer IWU) und die potenziellen Anwender (Daimler und Audi) der neuen Warmumformtechnologie.